JP2006029747A - Waste treatment device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、汚染土壌の浄化方法及び浄化装置に係り、特に有機ハロゲン化合物等の汚染物質を含む汚染土壌の浄化方法及び浄化装置に関する。 The present invention relates to a contaminated soil purification method and purification device, and more particularly to a contaminated soil purification method and purification device containing contaminants such as organic halogen compounds.
従来から産業廃棄物として発生する汚染土壌(すなわち、化学物質等により汚染された土壌)の処理が大きな問題となっている。
廃棄物は焼却処理されるのが一般的となっているが、汚染土壌自体は一般的廃棄物とは異なり可燃成分をほとんど含んでいないことから、それを焼却処理する場合には、天然ガス、石油等の熱源が必要となる。特に近年問題となっているポリ塩化ビニル等の有機ハロゲン化合物を含む汚染土壌の処理では、ダイオキシン等の難分解性汚染物質の発生を防止、抑制する技術が重要な課題となっている。
Conventionally, treatment of contaminated soil generated as industrial waste (that is, soil contaminated with chemical substances) has become a major problem.
Waste is generally incinerated, but unlike general waste, contaminated soil itself contains almost no flammable components, so when incinerating it, natural gas, A heat source such as oil is required. In particular, in the treatment of contaminated soil containing organic halogen compounds such as polyvinyl chloride, which has been a problem in recent years, a technique for preventing and suppressing the generation of persistent degradable contaminants such as dioxins is an important issue.
難分解性汚染物質の発生を防止、抑制するための手段のひとつとしては、キルン炉や溶融炉を用いて、汚染土壌を約1000℃若しくはそれ以上の高温で焼却処理することが簡便かつ比較的信頼性が高い方法とされてきた(例えば、特許文献1)。しかし、汚染土壌の焼却処理に、このような高温焼却処理方法を用いようとする場合には燃料の消費量が膨大となり、非常に高コストになる。 As one of the means for preventing and suppressing the generation of persistent degradable contaminants, it is simple and relatively easy to incinerate contaminated soil at a high temperature of about 1000 ° C. or higher using a kiln furnace or a melting furnace. It has been regarded as a highly reliable method (for example, Patent Document 1). However, when such a high-temperature incineration processing method is used for incineration of contaminated soil, the amount of fuel consumed becomes enormous and the cost becomes very high.
このような点に鑑み、従来より、焼却処理方法及び装置を改良するための開発・研究が行われてきており、近年では、いわゆる流動層式(若しくは流動床式)といわれる炉が開発されてきている(例えば、特許文献2)。 In view of these points, development and research have been conducted for improving the incineration processing method and apparatus, and in recent years, a so-called fluidized bed type (or fluidized bed type) furnace has been developed. (For example, Patent Document 2).
しかし、汚染土壌の処理を流動層式焼却炉で行う場合には、以下のような課題がある。
(1) 一般的に、流動層式焼却炉は、ストーカー焼却炉などの他の焼却炉に比較して、排ガスとともに飛散する灰の量が多くなる。
(2) また、流動層式燃焼炉から排出される排ガス中に含まれるダイオキシン等の難分解性有機物質を完全に酸化分解するために、例えば1000℃以上に高熱加熱しようとする場合には、そのための燃料が必要となり、処理コストの低減効果も十分とはいえなかった。
流動層式燃焼炉から排出される排ガスのダイオキシン処理を高温加熱により行う代わりに、より安全な凝集沈殿装置を用いることも考えられるが、かなり高コストとなってしまう。
However, when the contaminated soil is treated in a fluidized bed incinerator, there are the following problems.
(1) Generally, a fluidized bed incinerator has a larger amount of ash scattered with exhaust gas than other incinerators such as a stalker incinerator.
(2) In addition, in order to completely oxidatively decompose difficult-to-decompose organic substances such as dioxin contained in the exhaust gas discharged from the fluidized bed combustion furnace, The fuel for that was needed, and the reduction effect of processing cost was not enough.
Instead of performing dioxin treatment of the exhaust gas discharged from the fluidized bed combustion furnace by high-temperature heating, it may be possible to use a safer coagulation sedimentation apparatus, but the cost becomes considerably high.
また、近年、ガス化用流動層炉と溶融炉とを組み合わせ、廃棄物を流動層炉にてガス化し、生成した可燃ガス及び灰分等を溶融炉に供給して、該溶融炉内での可燃ガスの燃焼により1000℃以上の高熱を得て、灰分等を溶融しスラグ化する、ガス化溶融炉が開発され実用化されてきている(たとえば、特許文献3)。このガス化溶融炉にあっては、処理途中で発生するダイオキシンは溶融炉内で1000℃以上の高温で加熱分解され、溶融スラグとともに水中で急冷されることにより無害化される。しかし、このガス化溶融炉では、汚染土壌はその処理対象とはされておらず、実際、汚染土壌を供給する場合の、漏れ込み圧対策(すなわち、炉内の圧力変動があったとしても炉外へガスが漏れ出ないように炉内圧力を保つようにする)などの配慮、一定量以上の層高変動が発生することを防止するための層高制御、捕集飛灰対策、旋回式溶融炉での捕集限界粒径以下の飛灰量増加や、溶融炉での捕集効率低下などといった種々の課題が想定されうることから、かかる流動床式のガス化溶融炉を用いた土壌処理は、従来、なされてこなかった。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、汚染土壌の焼却に必要な追加燃料を実質的に必要とすることがない汚染土壌処理技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a contaminated soil treatment technique that does not substantially require additional fuel required for incineration of contaminated soil.
すなわち、本発明は、
汚染土壌を収納する汚染土壌ピットと、
ごみを収納するごみピットと、
流動媒体からなる流動層を備え、ごみピット及び汚染土壌ピットから供給されるごみ及び汚染土壌を受入れて流動層にて加熱し、熱分解ガス化処理を行うための流動層炉と、
該熱分解ガス化処理により発生したガス及び灰分を受入れて可燃ガスを燃焼し、灰分を溶融する溶融炉と、
汚染土壌が熱分解ガス化処理を受けて流動層炉内に残った残留土壌を流動層炉の炉底から抜き出すための手段と
を有することを特徴とする廃棄物処理装置を提供する。
That is, the present invention
A contaminated soil pit for storing contaminated soil;
Garbage pit for storing garbage,
A fluidized bed furnace comprising a fluidized bed composed of a fluidized medium, receiving waste and contaminated soil supplied from the waste pit and the contaminated soil pit, heating in the fluidized bed, and performing pyrolysis gasification treatment;
A melting furnace for receiving the gas and ash generated by the pyrolysis gasification treatment, burning the combustible gas, and melting the ash;
And a means for extracting residual soil remaining in the fluidized bed furnace from the bottom of the fluidized bed furnace after the contaminated soil has undergone pyrolysis gasification.
具体的には、前記汚染土壌ピットは、有機性ハロゲンを含む汚染土壌を密閉収納するものとすることができる。
また、前記汚染土壌ピット内で発生するガスを前記流動層炉又は前記溶融炉に送るための第1ガスライン、及び、ごみピット内で発生するガスを前記流動層炉又は前記溶融炉に送るための第2ガスラインのうち少なくとも一方を備えるようにし、それらピット内で発生したガスを加熱燃焼するようにすることが出来る。
更に、流動層炉から抜き出された残留土壌を、汚染土壌ピットに再度搬入するための手段を有するものとすることもできる。
第1ガスラインには、ガスを送るためのブロワーを設け、汚染土壌ピット内を負圧にするようにすることが好ましい。
Specifically, the contaminated soil pit can be configured to hermetically store contaminated soil containing organic halogen.
Also, a first gas line for sending gas generated in the contaminated soil pit to the fluidized bed furnace or the melting furnace, and a gas generated in the waste pit to send to the fluidized bed furnace or the melting furnace. It is possible to provide at least one of the second gas lines and heat and burn the gas generated in the pits.
Furthermore, it is possible to have means for bringing the residual soil extracted from the fluidized bed furnace back into the contaminated soil pit.
It is preferable to provide a blower for sending gas in the first gas line so that the inside of the contaminated soil pit has a negative pressure.
本発明は更に、
流動媒体からなる流動層を備える流動層炉にごみ及び汚染土壌を供給し、流動層にて加熱ガス化し、
該加熱ガス化によって生じた可燃ガス及び灰分を溶融炉内に導入して該可燃ガスを燃焼して高温を発生し、該高温にて灰分を溶融し、
前記加熱ガス化を受けた汚染土壌が熱分解ガス化を受けて流動層炉内に残った残留土壌を流動層炉の炉底から排出することを特徴とする廃棄物処理方法を提供する。
The present invention further includes
Supplying garbage and contaminated soil to a fluidized bed furnace equipped with a fluidized bed consisting of a fluidized medium, heat and gasify in the fluidized bed,
Combustible gas and ash produced by the heated gasification are introduced into a melting furnace to burn the combustible gas to generate a high temperature, and the ash is melted at the high temperature,
Provided is a waste treatment method characterized in that the contaminated soil subjected to the heated gasification is subjected to pyrolysis gasification and residual soil remaining in the fluidized bed furnace is discharged from the bottom of the fluidized bed furnace.
汚染土壌は具体的には有機性ハロゲンを含む汚染土壌がある。
具体的には、汚染土壌ピット内で発生するガス、及び、ごみピット内で発生するガスのうち少なくとも一方を流動層炉又は前記溶融炉に送るようにする。
より具体的には、流動層炉から抜き出された残留土壌を、汚染土壌ピットに再度搬入し、汚染土壌ピット内に収納されている汚染土壌の汚染度が所定基準値以下になったときに該汚染土壌を該汚染土壌ピットから排出し、新たな汚染土壌を搬入するようにすることができる。
また、前記流動層炉から抜き出された残留土壌を系外に排出し、新たな汚染土壌を汚染土壌ピットに連続的に搬入することもできる。
更に、汚染土壌ピット内で発生するガスをブロワーを用いて前記流動層炉又は前記溶融炉に送り、該汚染土壌ピット内を負圧に維持するようにすることが好ましい。
Specifically, the contaminated soil includes contaminated soil containing organic halogen.
Specifically, at least one of the gas generated in the contaminated soil pit and the gas generated in the garbage pit is sent to the fluidized bed furnace or the melting furnace.
More specifically, when the residual soil extracted from the fluidized bed furnace is re-introduced into the contaminated soil pit and the contamination level of the contaminated soil stored in the contaminated soil pit falls below a predetermined reference value. It is possible to discharge the contaminated soil from the contaminated soil pit and carry in new contaminated soil.
Moreover, the residual soil extracted from the fluidized bed furnace can be discharged out of the system, and new contaminated soil can be continuously carried into the contaminated soil pit.
Furthermore, it is preferable to send the gas generated in the contaminated soil pit to the fluidized bed furnace or the melting furnace using a blower so as to maintain the inside of the contaminated soil pit at a negative pressure.
以下、本発明を添付図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係る廃棄物処理装置10の概要を示す図である。
図示のように、この廃棄物処理装置10は、有機性ハロゲン等を含む汚染土壌Aを収納する汚染土壌ピット12と、都市ごみなどの一般ごみBを収納するごみピット14と、粒状珪砂などの流動媒体からなる流動層16を備え、ごみピット14及び汚染土壌ピット12から供給されるごみB及び汚染土壌Aを受入れて流動層16にて加熱し、熱分解ガス化を行うための流動層炉18と、該流動層炉18で発生した可燃ガス及び灰分を受入れて該可燃ガスを燃焼し、灰分を溶融してスラグを得る溶融炉20とを有する。
The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a
As shown in the figure, this
汚染土壌ピット12は、汚染土壌Aを密閉収納するようにされ、第1ガスライン22によって熔融炉20に連通されており、該ガスライン22に設定されたブロワ、具体的には誘引送風機24によって、該ピット内で発生したガスが熔融炉20に吸引供給されるようになっており、このため、汚染土壌ピット12内は負圧に維持される。
汚染土壌Aは搬送ライン26から流動媒体供給装置27に供給され、後述するように流動層炉18の炉底から取り出された流動媒体とともに流動層炉18に供給されるようになっている。
The contaminated
The contaminated soil A is supplied from the
ごみピット14には、第2ガスライン28が接続されており、内部で発生するガスが熔融炉20に排出されるようになっている。図示の例では、該第2ガスライン28に第1ガスラインが接続されており、汚染土壌ピット12及びごみピット14からのガスを一緒に熔融炉20に供給するようにしている。
ごみピット14内のごみは、一般的なものと同様に、クレーン30、ベルトコンベア32、ごみ供給機34等によって流動層炉18内に供給されるようになっている。
A
The garbage in the
流動層炉18の流動層16は、一般的なものと同様、風箱38内の流動化ガスが散気板40を通して供給されて流動化され、当該流動化層炉内に供給されるごみ及び汚染土壌を取り込んで加熱し、熱分解ガス化を生じさせる。一般的流動層炉と同様に、当該流動層炉の始動のときには燃焼ガス等の燃料を用いてごみ等の加熱を行うが、流動層16の温度が全体として約450℃〜650℃程度になった時点で燃料供給は停止し、流動層16自体の熱により、ごみ及び汚染土壌の加熱を行う。
好ましくは、流動化ガスは、散気板40を通すときに、半径方向中心部分から供給される流動化ガスと、半径方向外側(すなわち、流動層炉の周壁近く)から供給される流動化ガスの供給質量速度に差をつけることにより、流動層内に流動媒体の上昇流と下降流とからなる循環流を生じるようにする。斯様にすることにより、流動層内での熱伝達効率を良くし、また、以下に述べる不燃物の取り出しを容易にすることができる。
流動層炉18の散気板40の周囲から流動層炉の下端まで不燃物取出し通路42が設けられており、同下端に設けられた排出口44から不燃物を取り出すようになっている。すなわち、不燃物としては、ごみ中に含まれていた金属等がある。また、汚染土壌は、加熱によりその可燃物がガスとなり、また、微小な土壌粒子等はガスに同伴されて熔融炉20に送られるが、その他は流動層16中に残留土壌として残るので、該残留土壌を上記不燃物と共に流動層炉18の排出口44から取り出されるようになる。
In the fluidized
Preferably, as the fluidizing gas passes through the
An incombustible material take-
流動層炉の下端から取り出された不燃物は、金属等の再利用できるものCと、流動媒体16’と、残留土壌A’に分別され、流動媒体16’は流動媒体供給機27を介して流動層炉18へ戻され、残留土壌A’は汚染土壌ピット12へ戻され、そして金属C等は再利用のために収集される。
なお、残留土壌と流動媒体とを分別せずに、金属C等のみを分別することもできる。この場合、徐々に残留土壌と流動媒体とが置き換わった混合物としての流動媒体からなる流動層を形成することとなるが、両者の組成・粒径に差はほとんどないため運転上支障はない。
The incombustible material taken out from the lower end of the fluidized bed furnace is separated into reusable C such as metal, fluidized
Note that only the metal C or the like can be separated without separating the residual soil and the fluid medium. In this case, although the fluidized bed which consists of a fluidized medium as a mixture in which the residual soil and the fluidized medium are gradually replaced is formed, there is almost no difference in the composition and particle size of both, so there is no problem in operation.
汚染土壌ピット12内の汚染土壌Aの汚染度が、以上なプロセスを経て、所定の基準値以下になったことが確認されると、同汚染土壌ピット内の汚染土壌は外部へ排出され、新たな汚染土壌が供給されることになる。このように汚染土壌ピット12への汚染土壌の供給をバッチ式にすることにより、汚染土壌ピット12の外気接触頻度をできるだけ少なくするのが好ましい。
When it is confirmed that the contamination degree of the contaminated soil A in the contaminated
熔融炉20は、好ましくは旋回熔融炉とされ、流動層炉から送られてくるガス及び灰分等を旋回状態としながら、ガスを燃焼して1200℃以上の高温とすることにより灰分を熔融し、当該熔融炉20の底部から水槽中に落として急冷してスラグとする。このとき灰分と共に送られてきた土壌や金属等の微粒子の大部分は、該スラグ中に取り込まれることになる。
The melting
図示の例では、溶融炉からの排気ガスは、廃熱ボイラ46、エコノマイザ47、集塵器48触媒反応塔50などを介して煙突52から装置外へ排出される。
In the illustrated example, the exhaust gas from the melting furnace is discharged from the
上記実施例では、流動層炉や溶融炉の処理能力が比較的小さい場合や、処理対象の汚染土壌の汚染度が比較的高い場合などで、無害化処理を確実にしたい場合に有効である。
他方、流動層炉や溶融炉の処理能力が比較的大きい場合において、処理される汚染土壌の単位時間当たり処理量が相対的に少ない場合や、処理対象となる汚染土壌の汚染度が比較的低い場合には、流動層炉から抜き出された残留土壌を連続的に系外に排出しても環境汚染の問題は生じない。したがって、このような場合には、新たな汚染土壌を汚染土壌ピットに連続的に搬入するシステム構成としても良い。すなわち、図1におけるラインA’を使用して残留土壌を連続的に汚染土壌ピットに戻すことは行わずに、ラインA’’により連続的に系外へと残留土壌を搬出する。
また、上記構成例において、新たに搬入される汚染土壌中に常温において不揮発性の汚染物質しか含まれていない場合には、汚染土壌ピット内を負圧にすることなくほぼ常圧とした運転も可能である。
The above embodiment is effective when it is desired to ensure the detoxification process when the treatment capacity of the fluidized bed furnace or the melting furnace is relatively small, or when the degree of contamination of the contaminated soil to be treated is relatively high.
On the other hand, when the treatment capacity of a fluidized bed furnace or melting furnace is relatively large, the amount of contaminated soil to be treated is relatively small per unit time, or the degree of contamination of the contaminated soil to be treated is relatively low In that case, there is no problem of environmental pollution even if the residual soil extracted from the fluidized bed furnace is continuously discharged out of the system. Therefore, in such a case, a system configuration may be adopted in which new contaminated soil is continuously carried into the contaminated soil pit. That is, the residual soil is continuously discharged out of the system by the line A ″ without continuously returning the residual soil to the contaminated soil pit using the line A ′ in FIG.
In the above configuration example, when the contaminated soil newly introduced contains only non-volatile contaminants at room temperature, the operation can be performed at almost normal pressure without negative pressure in the contaminated soil pit. Is possible.
以上、本件発明の実施形態につき説明したが、本発明に係る廃棄物処理装置及び方法はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に規定される本発明の範囲内で種々変更可能であることはいうまでもない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the waste treatment apparatus and method according to the present invention are not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the present invention defined in the claims. Needless to say.
なお、本願において汚染土壌とは、汚染物質が環境基準値を大幅に上回って含まれるもの、例えばVOC(Volatile Organic Chemicals;揮発性有機物質)であるn-クロロエチレン異性体、四塩化炭素、PCB(Poly−Chroline−Binylidene)、ベンゼン等が土壌中に30ppm(環境省基準の試験方法に基づく)程度以上含まれるものから、微小量だけ含まれるもの、例えばPCB(Poly−Chroline−Binylidene)や鉛、砒素等の重金属類が数ppb程度含まれるものまで含まれる。 In the present application, the contaminated soil means that the pollutant is contained significantly exceeding the environmental standard value, for example, n-chloroethylene isomers such as VOC (Volatile Organic Chemicals), carbon tetrachloride, PCB. (Poly-Chlorine-Binylidene), those containing benzene or the like in the soil at a level of 30 ppm (based on the test method of the Ministry of the Environment) or more, those containing only a minute amount, such as PCB (Poly-Chlorine-Binylidene) and lead In addition, heavy metals such as arsenic are included up to about several ppb.
10 廃棄物処理装置
12 汚染土壌ピット
14 ごみピット
16 流動層
18 流動層炉
20 溶融炉
22 第1ガスライン
24 誘引送風機
26 搬送ライン
27 流動媒体供給装置
28 第2ガスライン
30 クレーン
32 ベルトコンベア
34 ごみ供給機
38 風箱
40 散気板
42 不燃物取出し通路
44 排出口
46 廃熱ボイラ
47 エコノマイザ
48 集塵器(2段バグフィルタ)
50 触媒反応塔
52 煙突
124 誘引送風機
A 汚染土壌
A’ 残留土壌
C 金属等
DESCRIPTION OF
50
Claims (11)
ごみを収納するごみピットと、
流動媒体からなる流動層を備え、ごみピット及び汚染土壌ピットから供給されるごみ及び汚染土壌を受入れて流動層にて加熱し、熱分解ガス化処理を行うための流動層炉と、
該熱分解ガス化処理により発生したガス及び灰分を受入れて可燃ガスを燃焼し、灰分を溶融する溶融炉と、
汚染土壌が熱分解ガス化処理を受けて流動層炉内に残った残留土壌を流動層炉の炉底から抜き出すための手段と
を有することを特徴とする廃棄物処理装置。 A contaminated soil pit for storing contaminated soil;
Garbage pit for storing garbage,
A fluidized bed furnace comprising a fluidized bed composed of a fluidized medium, receiving waste and contaminated soil supplied from the waste pit and the contaminated soil pit, heating in the fluidized bed, and performing pyrolysis gasification treatment;
A melting furnace for receiving the gas and ash generated by the pyrolysis gasification treatment, burning the combustible gas, and melting the ash;
And a means for extracting residual soil left in the fluidized bed furnace from the bottom of the fluidized bed furnace after the pyrolysis gasification treatment of the contaminated soil.
該加熱ガス化によって生じたガス及び灰分を溶融炉内に導入して可燃ガスを燃焼して高温を発生し、該高温にて灰分を溶融し、
汚染土壌が熱分解ガス化を受けて流動層炉内に残った残留土壌を流動層炉から抜き出すことを特徴とする廃棄物処理方法。 Supplying garbage and contaminated soil to a fluidized bed furnace equipped with a fluidized bed consisting of a fluidized medium, heat and gasify in the fluidized bed
Introducing the gas and ash generated by the heated gasification into a melting furnace to burn a combustible gas to generate a high temperature, melting the ash at the high temperature,
A waste treatment method characterized in that contaminated soil undergoes pyrolysis gasification and residual soil remaining in the fluidized bed furnace is extracted from the fluidized bed furnace.
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